美 NIST, 양자내성암호 표준에 IBM 알고리줌 도입

[디지털비즈온 이호선 기자] 미국 상무부 산하 국가표준기술원(NIST)은 오랫동안 개발 중이던 세 가지 새로운 알고리즘 의 최종 버전을 채택했다고 14일 밝혔다.

이번에 발표된 총 3종의 암호화 표준 알고리즘은 ML-KEM과 ML-DSA 등 IBM 연구진이 개발한 알고리즘과 SLH-DSA 등 3종이 표준으로 발표됐다. IBM은 "IBM에서 개발한 네 번째 알고리즘인 FN-DSA는 향후 표준화될 예정"이라고 설명했다.

기존 암호화는 암호화 알고리즘, 즉 인코딩하는 데이터의 잠금을 해제하기 위해 풀어야 하는 수학적 방정식에 의존해야만 했다.

오늘날 가장 널리 사용되는 암호화 알고리즘 중 세 가지(RSA, 타원 곡선 암호화, 디피-헬만 키 교환)는 큰 수를 인수분해하고 "이산 대수"를 찾는 것과 관련된 특정 종류의 수학적 문제를 고전적인 컴퓨터를 사용하여 해결하는 데 엄청나게 노동 집약적이라는 사실에 의존한다.

최신 RSA 표준을 해독하려면 현재 기술로는 10억 년 이상 걸릴 수 있다. 하지만 1994년 수학자 피터 쇼어는 이론적 양자 컴퓨터를 사용하여 이 세 가지 암호화 체계를 단 몇 시간 만에 해독할 수 있다는 것을 보여주는 획기적인 논문을 발표했다.

올해 1월에 발표된 Global Risk Institute의 Quantum Threat Timeline Report에 따르면 " 대규모 양자 컴퓨팅을 실현하는 데 알려진 근본적인 장벽은 없다." 고 발표했다. 10년 이내에 누군가가 암호학적으로 관련성 있는 양자 컴퓨터를 개발할 확률은 17%~31%, 15년 이내에는 33%~54%로 추정했다.

이에 NIST는 4개의 제안이 표준화를 위해 선정되어 2022년에 초안 형태로 발표되었다.

완성된 세 가지 알고리즘은 CRYSTALS–Kyber, CRYSTALS–Dilithium, SPHINCS+라고 한다. FALCON이라고 불리는 네 번째 알고리즘은 내년에 출시될 예정이다. 두 가지 CRYSTALS 알고리즘과 FALCON은 기하학적 반복 구조인 격자를 기반으로 했다.

2014년부터 NIST의 양자 이후 암호화 노력을 이끈 수학자 더스틴 무디는 "우리의 뇌는 2차원이나 3차원으로 생각하지만, 이러한 격자의 경우 500차원이나 1,000차원으로 계산합니다."라고 말했다.

이는 양자 컴퓨터 조차도 풀기 어려울 정도로 어려운 수학적 문제로 간주된다고 NIST의 국가 사이버 보안센터는 밝혔다.